Carmen Chaplin to wnuczka sławnego Charlesa Chaplina i Oony Chaplin.

Jest praprawnuczką aktora teatralnego Jamesa O'Neilla.

Jej ojcem jest Michael Chaplin.

Jest prawnuczką Eugene'a O'Neilla, pisarki Agnes Boulton, artysty estradowego Charlesa Chaplina Sr. i aktorki teatralnej Hannah Hill.

Jej siostra, Dolores Chaplin, również jest aktorką.